(57)【要約】  【課題】  小型、曲げ性、末端処理の容易さ、低コストの光配線用の手段としてマルチコア光フィラメントとその製造方法を提供する。  【解決手段】  少なくとも１つ以上の中空部を有する中空フィラメントの該中空部に、必要な波長域で透明であるコア材料を充填し硬化させて形成した少なくとも１つ以上のコアを有するマルチコア光フィラメント。少なくとも１つ以上の中空部と該中空部の位置を示すアライメント手段とを有する中空フィラメントの該中空部に、必要な波長域で透明であるコア材料を充填し硬化させコアを形成するマルチコア光フィラメントの製造方法。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つ以上の中空部を有する中空フィラメントの該中空部に、必要な波長域で透明であるコア材料を充填し硬化させて形成した少なくとも１つ以上のコアを有することを特徴とするマルチコア光フィラメント。
【請求項２】
前記マルチコア光フィラメントの末端部に、コアの位置を示すアライメント手段を少なくとも１つ設けた請求項１に記載のマルチコア光フィラメント。
【請求項３】
前記アライメント手段が、中空フィラメントの少なくとも末端部の外形形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマルチコア光フィラメント。
【請求項４】
前記アライメント手段が、中空フィラメントの少なくとも末端部に形成した切欠きであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマルチコア光フィラメント。
【請求項５】
前記アライメント手段が、中空フィラメントの少なくとも末端部端面に形成した穴であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマルチコア光フィラメント。
【請求項６】
中空フィラメントの少なくとも１つ以上の中空部に必要な波長域で透明であるコア材料を充填し硬化させて形成した少なくとも１つ以上のコアと、少なくとも一方の末端部に他のデバイスとの接続を可能とする終端手段を有することを特徴としたマルチコア光フィラメント。
【請求項７】
中空部の少なくともコアに接する部分が必要な波長域で透明で、かつ、その屈折率がコアの屈折率の９９/１００以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項６の何れかに記載のマルチコア光フィラメント。
【請求項８】
中空フィラメントが、必要な波長域で透明で、かつ、その屈折率がコアの屈折率の９９/１００以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項６の何れかに記載のマルチコア光フィラメント。
【請求項９】
中空フィラメントがプラスチックチューブであることを特徴する請求項１ないし請求項８の何れかに記載のマルチコア光フィラメント。
【請求項１０】
少なくとも１つ以上の中空部と該中空部の位置を示すアライメント手段とを有する中空フィラメントの該中空部に、必要な波長域で透明であるコア材料を充填し硬化させコアを形成することを特徴とするマルチコア光フィラメントの製造方法。
【請求項１１】
少なくとも１つ以上の中空部と該中空部の位置を示すアライメント手段とを有する中空フィラメントの該中空部に、必要な波長域で透明で、かつ、屈折率がコアの屈折率の９９/１００以下である材料を注入し、該中空部の表面に固定させた後、該中空部に必要な波長域で透明であるコア材料を充填し硬化させコアを形成することを特徴とするマルチコア光フィラメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチコア光フィラメントとその製造方法に関する。特に、多心の光接続用部材としてのマルチコア光フィラメントとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信分野では、多量のデータを高速で長距離伝送する必要があり同時に大規模なルーティングが求められるので、交換機等の伝送装置内には光配線を導入している場合が多い。この光配線には、伝送特性に優れる石英ガラス光ファイバー(以降、「ＧＯＦ」と言う)が採用されている。一方、ビルや家庭内等の屋内の短距離の伝送にも光配線を導入する検討が進んできている（非特許文献１）。この場合、伝送特性よりも引き回しの自由度（小さい曲げ半径）や末端処理の容易性から主にプラスチック光ファイバ(以降、「ＰＯＦ」と言う)が採用される。
また、更に小径曲げによる損失増大を防ぐため、小径コアを多数個有するマルチコアＰＯＦがその製法と共に発表されている（特許文献１〜８）。上記マルチコアＰＯＦは、同じ光源や対象からの光を同時に一方向から通すもので、主に内視鏡や照明等のライトガイドとして多用されている。ＰＯＦの外径は一般に０．５ｍｍ程度以上と設定されている（非特許文献２，３）。これはＰＭＭＡやフッ素樹脂等のＰＯＦ用材料の加工（紡績）方法の関係から、良好な光学的品質を確保するために必要な値である。
小型という点では、フィルム型光導波路（以降、「ＰＬＣ」と言う）が優れる。ＰＬＣの作製方法は様々だが、例えば特許文献９に開示された例は以下の通りである。(1)高分子フィルムはシリコン等の基板上に高分子の溶液等をスピンコート、ベークにより下部クラッド層を形成する。(2)同様の方法でコア層を形成後、マスクパターンを形成し、ドライエッチングによってコアパターンを形成する。(3)下部クラッド層を形成した方法と同様の方法によって上部クラッド層を形成する。(4)最後に基板から光導波路はがすことによってフィルム化した光導波路を作製している。特にはがしやすくするために基板として熱酸化したＳｉウェハを用い、導波路形成後フッ酸に浸漬することにより剥離する場合が多い。
【０００３】
【非特許文献１】プラスチック光ファイバー  POFコンソーシアム編  共立出版株式会社
【非特許文献２】ＪＩＳ  Ｃ  ６８３６  全プラスチックマルチモード光ファイバコード
【非特許文献３】ＪＩＳ  Ｃ  ６８３７  全プラスチックマルチモード光ファイバ素線
【特許文献１】特開平６−１８７２５号公報
【特許文献２】特開２００４−１９１７４８号公報
【特許文献３】特開平６−２６５７３５号公報
【特許文献４】特開２００１−１７４６６１号公報
【特許文献５】特開２００２−１０７５５２号公報
【特許文献６】特許第２９８７７０７号公報
【特許文献７】特許第３２０８５７１号公報
【特許文献８】特許第３２３０２３８号公報
【特許文献９】特開平７−２３９４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
民生用途の小型電子機器に光配線を導入する場合は、小型、曲げ性、末端処理の容易さ、低コストで有ることが求められる。現存の光配線の手段であるＧＯＦ、ＰＯＦ、ＰＬＣの特徴を比較すると次のようになる。ＧＯＦは小型の点で優れるが、小曲率曲げに限界があり（一般に半径３０ｍｍ以下の曲げは使用範囲外）、また末端処理が難しいという欠点がある。また、多心構造を求める場合はテープやリボン形状となり外形サイズが大きくなる欠点がある。ＰＯＦは末端処理も容易だが、単心で直径０．５ｍｍ程度、多心で直径数ｃｍ程度となりこれ以上の小型化が難しい欠点がある。また、従来の複数のコアを有するマルチコアPOFは、同じ光源や対象からの光を同時に一方向から通すものであり、各コアが独立して光を双方向伝送する本来の多心構造とは根本的に異なる。
ＰＬＣは小型で曲げの自由度も高いが、複雑な工程でコスト高である欠点がある。上述のように、現存の光配線の手段のなかに民生用小型電子機器に適当な手段は無い。
本発明は小型、曲げ性、末端処理の容易さ、低コストの光配線用の手段としてマルチコア光フィラメントとその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は成されたものである。
（１）本発明は、少なくとも１つ以上の中空部を有する中空フィラメントの該中空部に、必要な波長域で透明であるコア材料を充填し硬化させて形成した少なくとも１つ以上のコアを有することを特徴とするマルチコア光フィラメントに関する。予め中空構造を有する中空フィラメントにコア材料を充填して硬化させて作製するので、紡績と比較し単純で安価に導波路構造を形成でき、コア材料の選択肢も広い。
（２）また、本発明は、前記マルチコア光フィラメントの末端部に、コアの位置を示すアライメント手段を少なくとも１つ設けた前記（１）に記載のマルチコア光フィラメントに関する。
また、前記（１）の発明に加えて、アライメント手段を有するので、光部品や光コネクタといった接続対象との接続が容易となる。また、コアが２つ以上有する場合、各コアにそれぞれ異なる光源や受光デバイスを結合させて双方向伝送する多心構造を実現できる。
（３）また、本発明は、前記アライメント手段が、中空フィラメントの少なくとも末端部の外形形状であることを特徴とする前記（１）または前記（２）に記載のマルチコア光フィラメントに関する。
例えば、中空フィラメントの外形形状が矩形、楕円、カプセルなどである。接続対象のハウジング部に設けたマルチコア光フィラメントの受け部をこれらの形に合致するようにすることでアライメントを行い、多心構造を実現できる。
（４）また、本発明は、前記アライメント手段が、中空フィラメントの少なくとも末端部に形成した切欠きであることを特徴とする前記（１）または前記（２）に記載のマルチコア光フィラメントに関する。
この切欠きは中空フィラメントの軸方向に延伸していても良い。該切欠きを接続対象のハウジングに合わせるように配置することでアライメントを行い、多心構造を実現できる。
（５）また、本発明は、前記アライメント手段が、中空フィラメントの少なくとも末端部端面に形成した穴であることを特徴とする前記（１）または前記（２）に記載のマルチコア光フィラメントに関する。
この穴は中空フィラメントの軸方向に延伸していても良い。該穴を接続対象のハウジングに合わせるように配置することでアライメントを行い、多心構造を実現できる。
（６）また、本発明は、中空フィラメントの少なくとも１つ以上の中空部に必要な波長域で透明であるコア材料を充填し硬化させて形成した少なくとも１つ以上のコアと、少なくとも一方の末端部に他のデバイスとの接続を可能とする終端手段を有することを特徴としたマルチコア光フィラメントに関する。
末端に光コネクタやＶ溝基板等の終端手段を形成することで、他デバイスとの接続を容易に行なうことができる。
（７）また、本発明は、中空部の少なくともコアに接する部分が必要な波長域で透明で、かつ、その屈折率がコアの屈折率の９９/１００以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項６の何れかに記載のマルチコア光フィラメントに関する。
これにより曲げ半径が５ｍｍ以下にしても充分な光透過量を確保できる。
（８）また、本発明は、中空フィラメントが、必要な波長域で透明で、かつ、その屈折率がコアの屈折率の９９/１００以下であることを特徴とする前記（1）ないし前記（６）の何れかに記載のマルチコア光フィラメントに関する。
これにより曲げ半径が５ｍｍ以下にしても充分な光透過量を確保できる。
（９）また、本発明は、中空フィラメントがプラスチックチューブであることを特徴する前記（1）ないし前記（８）の何れかに記載のマルチコア光フィラメントに関する。
紡績法と比較し安価に作製することが出来る。
【０００６】
（１０）また、本発明は、少なくとも１つ以上の中空部と該中空部の位置を示すアライメント手段とを有する中空フィラメントの該中空部に、必要な波長域で透明であるコア材料を充填し硬化させコアを形成することを特徴とするマルチコア光フィラメントの製造方法に関する。
紡績法と比較し安価に作製することが出来る。
（１１）また、本発明は、少なくとも１つ以上の中空部と該中空部の位置を示すアライメント手段とを有する中空フィラメントの該中空部に、必要な波長域で透明で、かつ、屈折率がコアの屈折率の９９/１００以下である材料を注入し、該中空部の表面に固定させた後、該中空部に必要な波長域で透明であるコア材料を充填し硬化させコアを形成することを特徴とするマルチコア光フィラメントの製造方法である。
紡績法と比較し安価に作製することが出来る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のマルチコア光フィラメントは、小型、曲げ性、末端処理の容易さ、低コストの多心光配線用の手段とその製造方法を提供するので、民生用小型電子機器内に光配線を導入することが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の中空フィラメントとしては、特に制限はないが、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド（ナイロン）、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、シリコーン、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、４フッ化エチレン（PTFE）、４フッ化・６フッ化プロピレン（FEP）、４フッ化エチレン・エチレン共重合体（ETFE）、３フッ化塩化エチレン（PCTFE）、４フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（PFA）等のプラスチックが挙げられる。
本発明の中空フィラメントは、光硬化に適したコア材料を用いる場合には、照射光を透過し易い材料を用いることが好ましい。照射光を透過し易い材料としては、特に制限はないが、屈折率１．４８０以下であるポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、４フッ化エチレン（PTFE）、４フッ化・６フッ化プロピレン（FEP）、４フッ化エチレン・エチレン共重合体（ETFE）、３フッ化塩化エチレン（PCTFE）、４フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（PFA）等は一層好適である。なお、不透明な材料の場合は、中空部の表面に透明な樹脂をコーティング等することが好ましい。この場合、該透明樹脂の膜厚は１〜３μｍが好ましく、屈折率はコアの９９/１００以下であることが好ましい。
前記中空フィラメントが不透明である場合には、以下のような問題が生じる可能性がある。光はコアとクラッドの界面で全反射を繰り返しながら伝わって行くが、その際、光はクラッド層に波長分程の領域にしみ出すと考えられており、ここで前記中空フィラメントが不透明である場合に、光の吸収や散乱が大きくなり光損失増加の原因となる。
【０００９】
本発明の中空フィラメントの形状は、特に制限はないが、チューブのような円柱状であることが好ましく、外系は小さく曲げ易い観点から細い方が好ましい。このような形状にすることで、狭い筐体内での引き回しに適する。前記外形は、０．０５〜１ｍｍであることが好ましく、０．１〜０．９ｍｍであることがより好ましく、０．５〜０．８ｍｍであることが特に好ましい。
【００１０】
本発明の中空フィラメントは、少なくとも１つ以上の中空部を有するものであり、前記中空部が２つ以上の場合は、接続する部品との位置合わせ（アライメント）の観点から整列していることが好ましい。多くの場合、受／発光素子はアレイ状に配列されるので、その配列にあった中空部を有する中空フィラメントを選定すれば、アレイ配置の受／発光素子間の接続を容易に行うことができる。
２つ以上のコアが整列している場合、各コアにそれぞれ異なる光源や受光デバイスを結合させて双方向伝送することが可能である。
【００１１】
本発明で使用するコア材料としては、必要な波長域で透明であるものであれば特に制限はないが、例えば、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、アクリル、シリコーン、ポリアミド（ナイロン）、エポキシ、フッ素系、ポリイミド等の樹脂などが挙げられる。
また、本発明で使用するコア材料としては、少なくとも（Ａ）ベースポリマー、（Ｂ）光又は熱重合性化合物及び（Ｃ）光又は熱重合開始剤を含む光重合性組成物を用いることができる。
【００１２】
上記（Ａ）ベースポリマーとしては、必要な波長域で透明であるものであれば特に限定されず、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン等、あるいはこれらの誘導体などが挙げられる。これらのベースポリマーは１種単独でも、また２種以上を混合して用いてもよい。上記で例示したベースポリマーのうち、耐熱性が高いとの観点から、主鎖に芳香族骨格を有することが好ましく、特にフェノキシ樹脂が好ましい。また、３次元架橋し、耐熱性を向上できるとの観点からは、エポキシ樹脂、特に室温（２５℃）で固形のエポキシ樹脂が好ましい。さらに、後に詳述する（Ｂ）光重合性化合物との相溶性が、コア材料の透明性を確保するために重要であるが、この点からは上記フェノキシ樹脂及び（メタ）アクリル樹脂が好ましい。なお、ここで（メタ）アクリル樹脂とは、アクリル樹脂及びメタクリル樹脂を意味するものである。
【００１３】
フェノキシ樹脂とは、非晶質のポリマーであり、一般的に下記一般式（Ｉ）で表される。
【００１４】
【化１】
2006189615.tif 000003
ここで、ｎは１以上の整数、ｍは０又は１、−Ｒｏ−は下記一般式（II）、(III)あるいは(ＩＶ)で表される基、又は−Ｏ−である。
【００１５】
【化２】
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【００１６】
【化３】
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【００１７】
【化４】
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ここで、Ｒ1〜Ｒ10は、Ｈ又はＣＨ3、ＣＦ3などで表される有機基である。
上記フェノキシ樹脂の中でも、下記式(Ｖ)で表される繰り返しを有するビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の直鎖状高分子重合体は、高い耐熱性を有するため好ましい。
【００１８】
【化５】
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上記直鎖状高分子重合体のフェノキシ樹脂は、一般的にビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとを重縮合反応させる一段法によって、または低分子量のエポキシ樹脂とビスフェノールＡとを重付加反応させる二段法によって製造されるものであり、具体例としては、東都化成（株）製「ＹＰ−５０」（商品名）、特開平４−１２０１２４号公報、特開平４−１２２７１４号公報、特開平４−３３９８５２号公報に記載のものなどが挙げられる。
【００１９】
また、上記一般式（Ｉ）で表されるフェノキシ樹脂の他に、種々の２官能エポキシ樹脂とビスフェノール類とを重付加反応した高分子量体、例えば臭素化フェノキシ樹脂（特開昭６３−１９１８２６号公報、特公平８−２６１１９号公報）、ビスフェノールＡ／ビスフェノールＦ共重合型フェノキシ樹脂（特許第２９１７８８４号公報、特許第２７９９４０１号公報）、リン含有フェノキシ樹脂（特開２００１−３１０９３９号公報）、フルオレン骨格を導入した高耐熱性フェノキシ樹脂（特開平１１−２６９２６４号公報、特開平１１−３０２３７３号公報）などもフェノキシ樹脂として知られている。
【００２０】
室温で固形のエポキシ樹脂としては、例えば、東都化成（株）製「エポトートＹＤ−７０２０、エポトートＹＤ−７０１９、エポトートＹＤ−７０１７」（いずれも商品名）、ジャパンエポキシレジン（株）製「エピコート１０１０、エピコート１００９、エピコート１００８」（いずれも商品名）などのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂がある。
（Ａ）ベースポリマーの分子量については、ルータやサーバ装置内のボード間あるいはボード内の光信号伝送用光導波路に要求される５０μｍ程度の厚膜のフィルムの形成を可能とするため、数平均分子量で５０００以上であることが好ましく、さらに１００００以上が好ましく、特に３００００以上であることが好ましい。数平均分子量の上限については、特に制限はないが、（Ｂ）光又は熱重合性化合物との相溶性や露光現像性の観点から、１００００００以下であることが好ましく、さらには５０００００以下であることが好ましい。
（Ａ）ベースポリマーの配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量に対して、１０〜８０重量％とすることが好ましい。この配合量が、１０重量％以上であると５０μｍ以上のフィルムを容易に製造することが可能であり、一方、８０重量％以下であると、光硬化反応が十分に進行する。以上の観点から、（Ａ）ベースポリマーの配合量は、２０〜７０重量％とすることがさらに好ましい。
【００２１】
上記（Ｂ）光又は熱重合性化合物としては、紫外線等の光の照射又は熱によって重合するものであれば特に制限はないが、光又は熱に対する反応性の観点から、分子内にエチレン性不飽和基を有する化合物又は分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物であることが好ましい。具体的には、（メタ）アクリレート、ハロゲン化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルピリジン、ビニルフェノール等が挙げられるが、これらのうち透明性と耐熱性の観点から、（メタ）アクリレートが好ましい。（メタ）アクリレートとしては、１官能性のもの、２官能性のもの、３官能性のもののいずれをも用いることができる。
なお、ここで（メタ）アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートを意味する。
【００２２】
１官能性（メタ）アクリレートとしては、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、パラクミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、2-テトラヒドロピラニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等がある。
【００２３】
また、2官能性（メタ）アクリレートとしては、エトキシ化２−メチル−1,3−プロパンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、1,6−へキサンジオールジ（メタ）アクリレート、2−メチル−1,8−オクタンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、1,10−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、エトキシ化シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート、フルオレン骨格を有するジ（メタ）アクリレート、2−ヒドロキシ−1−アクリロキシ−3−メタクリロキシプロパン、2−ヒドロキシ−1,3−ジメタクリロキシプロパン、ビスフェノールＡ型，フェノールノボラック型，クレゾールノボラック型，及びグリシジルエーテル型のエポキシ（メタ）アクリレート等がある。
【００２４】
さらに、３官能以上の（メタ）アクリレートとしては、エトキシ化イソシアヌル酸トリ（メタ）アクリレート、エトキシ化グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等がある。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００２５】
（Ｂ）光又は熱重合性化合物は、１種の化合物を単独で、又は２種以上の化合物を混合して使用することができるが、上記２官能性以上の（メタ）アクリレートを用いた場合、重合により生じた３次元網目構造中にベースポリマーを絡み込んで硬化することができるため、（Ｂ）成分として少なくとも１つは２官能性以上の重合性化合物を用いるのが好ましい。
上述した（Ｂ）成分の例中の、エポキシ（メタ）アクリレートは、特に透明性と耐熱性を両立し得るのに好適な化合物であり、本発明ではこれを用いるのが好ましい。代表的なエポキシ（メタ）アクリレートとしては、下記式（ＶＩ）で表されるビスフェノールＡエポキシアクリレートがある。ビスフェノールＡエポキシアクリレートは、フェノキシ樹脂との相溶性に優れており、高い透明性が実現できるため、（Ａ）成分としてフェノキシ樹脂を、（Ｂ）成分としてビスフェノールＡエポキシアクリレートを用いることは、非常に好ましい態様である。
なお、このビスフェノールＡエポキシアクリレートは、ＥＡ−１０２０（新中村化学工業（株）製、商品名）として商業的に入手可能である。
【００２６】
【化６】
2006189615.tif 000008
また、透明性の観点からは、（Ｂ）成分として、アクリル（メタ）アクリレートを使用することも好適であり、特に（Ａ）成分として、（メタ）アクリル樹脂を組み合わせた場合にその効果は著しく高い。アクリル（メタ）アクリレートとしては特に制限はなく、一般的にはグリシジルアクリレートの重合体に１官能性の（メタ）アクリレートを付加させたものである。該１官能性の（メタ）アクリレートとしては種々のものが挙げられ、例えば（メタ）アクリル酸や上述の１官能性（メタ）アクリレートとして例示したものと同様のものが挙げられる。
また、上記分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物としては、その分子量が１００〜２０００程度であり、室温で液状のものが好ましい。
【００２７】
前記（Ｂ）光又は熱重合性化合物の配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量に対して、２０〜９０重量％とすることが好ましい。この配合量が、２０重量％以上であると、ベースポリマーを絡み込んで硬化させることが容易にでき、一方、９０重量％以下であると、厚膜のフィルムを容易に形成することできる。以上の観点から、（Ｂ）光又は熱重合性化合物の配合量は３０〜８０重量％とすることがさらに好ましい。
【００２８】
本発明における（Ｃ）成分の光重合開始剤としては、特に制限はなく、例えば、ベンゾフェノン、N,N'−テトラメチル−4,4'−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、N,N'−テトラエチル−4,4'−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4'−ジメチルアミノベンゾフェノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−（4−モルホリノフェニル）−ブタノン−1、2−メチル−1−［4−（メチルチオ）フェニル］−2−モルフォリノ−プロパノン−1等の芳香族ケトン；2−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ベンズアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−メチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、2−メチル-1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルアントラキノン等のキノン類；ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル化合物；ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン化合物；ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体；2−（o−クロロフェニル）−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−（ｏ−クロロフェニル）−4,5−ジ（メトキシフェニル）イミダゾール二量体、2−（o−フルオロフェニル）−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−〔o−メトキシフェニル）−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−（p−メトキシフェニル）−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス（9,9'−アクリジニル）ヘプタン等のアクリジン誘導体；N−フェニルグリシン、N−フェニルグリシン誘導体、クマリン系化合物などが挙げられる。また、2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体において、２つの2,4,5−トリアリールイミダゾールのアリール基の置換基は同一で対称な化合物を与えてもよいし、相違して非対称な化合物を与えてもよい。また、ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン系化合物と３級アミン化合物とを組み合わせてもよい。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
また、本発明における（Ｃ）成分の熱重合開始剤としては、例えば過酸化ベンゾイル及びその誘導体、ヒドロパーオキシド及びその誘導体、クミルパーオキシド及びその誘導体等のジアルキル（アリル）パーオキシド類、ジアセチルパーオキシド及びその誘導体等のジアシルパーオキシド類、パーオキシケタール類、パーオキシエステル類、パーオキシカーボネート類等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリル等の化合物が挙げられる。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００２９】
光又は熱重合性化合物として、分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物を用いる場合には、p−メトキシベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェートなどのアリールジアゾニウム塩、ジフェニルヨードニウムヘキサフロロホスホニウム塩、ジフェニルヨードニウムヘキサフロロアンチモネート塩などのジアリールヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウムヘキサフロロホスホニウム塩、トリフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩、ジフェニル−4−チオフェノキシフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩、ジフェニル−4−チオフェノキシフェニルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩、ジフェニル−4−チオフェノキシフェニルスルホニウムペンタフロロヒドロキシアンチモネート塩などのトリアリールスルホニウム塩、トリフェニルセレノニウムヘキサフロロホスホニウム塩、トリフェニルセレノニウムホウフッ化塩、トリフェニルセレノニウムヘキサフロロアンチモネート塩などのトリアリルセレノニウム塩、ジメチルフェナシルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩、ジエチルフェナシルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩などのジアルキルフェナジルスルホニウム塩、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフロロアンチモネート塩、4−ヒドロキシフェニルベンジルメチルスルホニウムヘキサフロロアンチモネートなどのジアルキル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウム塩、α−ヒドロキシメチルベンゾインスルホン酸エステル、N−ヒドロキシイミドスルホネート、α−スルホニロキシケトン、β−スルホニロキシケトンなどのスルホン酸エステルなどを用いることが好ましい。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００３０】
前記（Ｃ）重合開始剤の配合量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量１００重量部に対して、０．１〜１０重量部とすることが好ましい。この配合量が０．１重量部以上であると、光感度が十分であり、一方１０重量部以下であれば、露光時に重合性樹脂組成物の表層での吸収が増大することがなく、内部の光硬化が十分となる。さらに、重合開始剤自身の光吸収の影響により伝搬損失が増大することもなく好適である。以上の観点から、（Ｃ）重合開始剤の配合量は、０．２〜５重量部とすることがさらに好ましい。
【００３１】
本発明の上記コア材料は、溶媒に溶解して、中空フィラメントの中空部に注入することにより容易に製造することができる。ここで用いる溶媒としては、前記樹脂又は前記光又は熱重合性組成物を溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、トルエン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の溶媒又はこれらの混合溶媒を用いることができる。樹脂溶液中の固形分濃度は、通常３０〜９０重量％程度であることが好ましい。
また、本発明で用いるコア材料としては、硬化後に必要な波長域で透明であれば、前記（Ａ）ベースポリマーを用いずに、少なくとも前記（Ｂ）光又は熱重合性化合物及び前記（Ｃ）重合開始剤を含んでいる重合性組成物を用いることができる。この場合、前記光又は熱重合性組成物は常温（２５℃）で液状であるものが好ましい。
【００３２】
なお、本発明で言う「透明」とは、光フィラメントの所定の長さにおいて必要な光量を伝達できる程度の透明という意味であり、目的に応じて規定すればよい。通常、８０％〜９０％程度あれば充分だが、回路に裕度があればそれ以下でも構わない。また、波長は使用する発光素子の波長特性に依存し、その選択は目的に応じて行う。例えば、長距離通信分野で多用されているレーザーダイオード（ＬＤ）を用いる場合は、０．８μｍ〜１．６μｍ程度であり、室内や装置内など比較的短い距離のデータ伝送で使用されている発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いる場合は、赤〜赤外域で０．６μｍ〜０．９μｍ、黄色〜緑域で０．５μｍ〜０．６μｍ、青〜紫域で０．４μｍ〜０．５μｍ程度になる。これらの波長から目的や用途に応じて選択すればよい。全ての領域で透明である必要はなく、使用する波長域で使用上必要な透明性を有していれば良い。
【００３３】
また、小径で良好な曲げ性を実現するため、コアの屈折率は大きく、弾性率は小さい材料を選択することが好ましい。屈折率１．４８０以上、弾性率２ＧＰａ以下が好ましい。
本発明で使用するコア材料の硬化方法は、上記光又は熱以外に、マイクロ波又は電子線照射を用いて行なうことができる。マイクロ波又は電子線照射による硬化方法を用いる場合には、マイクロ波又は電子線照射により硬化するコア材料を選択することが好ましい。
コアの直径は、主に受／発光素子との結合方法などを考慮して自由に設定して良い。なお、硬化時には、寸法収縮や溶剤の揮発が生じる場合があるので、特に太径に設定する場合は樹脂系の選択と長さの設定は注意深くする必要がある。
コアの外径は、０．０１ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下であることが好ましく、０．０２ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下であることがより好ましく、０．０３ｍｍ以上、０．２５ｍｍ以下であることが特に好ましく、０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以下であることが最も好ましい。小さすぎると中空部へのコア材料の充填が難しくなり、大きすぎると作製は可能だが、紡績法を用いた方がより量産性に適すると考えられる。
【００３４】
アライメント手段は中空フィラメントの外形形状を楕円、カプセルあるいは多角形状等にすること、又は少なくとも末端部の１箇所に切欠きを設ける、若しくは端面に穴を設けることが好適である。
これらは接続対象となる光デバイスや光コネクタのハウジングやフェルールなどの都合に合わせて選択すればよい。アライメント手段は、中空フィラメントの成型用の金型に予め該手段となる形状を設けておくことで、容易かつ精度良く形成できる。勿論、切削やレーザー等による後加工で形成しても構わない。
【００３５】
マルチコア光フィラメントは、他のデバイスとの接続を可能とする終端手段を有してよい。一般的な終端手段としては、光コネクタやＶ溝基板等が入手容易である。光コネクタの開示例としては、ＪＩＳ  Ｃ  ５９７０に規定されているＦＣ型コネクタ、或はＪＩＳ  Ｃ  ５９８３に規定されたＭＵ型コネクタ、或はＪＩＳ  Ｃ  ５９８１等に規定されているＭＴ型光コネクタ、或はＪＩＳ  Ｃ  ５９８１に規定されているＭＰＯ型光コネクタ等がある。何れの光コネクタにおいても、ＪＩＳ  Ｃ  ５９６２に規定された適用光ファイバーを表わすコードを９９番とし、光フィラメントの寸法に合わせた設計を行えば良い。Ｖ溝基板で規格化された例はないが、例えば、特開２００４−１５７２７５号公報等に開示されている作製方法にてＶ溝基板を形成し、特開２００４−２１２６８６号公報等に開示されている光ファイバーの実装方法にて光フィラメントを固定すればよい。
【実施例】
【００３６】
（実施例１）
実施例１のマルチコア光フィラメントの全体図を図１に、その断面図を図２に示した。この中空フィラメントは、屈折率１．４７０のポリメチルペンテン製で透明であり、直径０．０５ｍｍの穴を０．２５ｍｍピッチで２個有しているプラスチックチューブ（外径０．８ｍｍ、長さ１００ｍｍ、東邦産業化成製２穴ルーメンチューブ）をベースにした。この中空フィラメント上部の二つのコアの中心線に当たる箇所に矩形の切欠きが軸方向に設けてあり、これに接続対象のハウジングを合わせて組み立てることが出来る。
この中空フィラメントの中空部に次の手順でコアを形成した。１００ｍｌビーカーに、アクリル酸ラウリル（９９ｇ）、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート（１ｇ）、ラウロイルペルオキシド（１ｇ）を加え、溶液が均一になるまで攪拌した後、溶液を窒素で十分置換した。その後、５ｍｌシリンジを用いて、上記のプラスチックチューブに注入し、直ちに６０℃の温浴バスに入れた。硬化を確認した後（約１０時間）、オーブンにいれて、加熱した（１１０℃／１時間）。次に室温（２５℃）まで空冷して、中空部にコアを形成した。
【００３７】
Metricon社製 Prism coupler Model 2010で測定したコアの屈折率（８３０ｎｍ、２５℃）は１．４９０であった。この光フィラメントを鋭利なカッターで約３０ｍｍに切断し、安藤電気製光パワーメータＡＱ２１４０を用いて測定した光透過率（波長８３０ｎｍ）は、直線状態で約８０％、曲率半径５ｍｍに曲げて同様の測定をしたところ光透過率は約７０％であった。なお測定の際、光フィラメントと光パワーメータの光源／受光部に接続したピッグテールとのアライメントはモリテックス製の調心装置ＦＯＣＡＬにて行った。
【００３８】
（実施例２）
実施例２のマルチコア光フィラメントの全体図を図３に、その断面図を図４に示した。この光フィラメントは、ポリプロピレン製で直径０．１５ｍｍの穴を０．２５ｍｍピッチで２個有しているプラスチックチューブ（外径０．５ｍｍ、長さ１００ｍｍ）をベースとしている。二つのコアの外側に矩形の切欠きを設け、アライメント手段とした。
このプラスチックチューブ自体は白濁した色合いを有しているので、以下の手順で穴内を透明樹脂でコーティングした。シリコーンエラストマDK Q9-9009（商品名、ダウコーニングアジア社製、屈折率１．４０７）ワニスを５ｍｌシリンジにて、その穴に注入した。その後、空のシリンジにて軽く空打ちして該ワニスを押し出した。直ちに６０℃の温浴バスに入れ１０分間予備乾燥し、その後、１５０℃オーブンに１０分間放置し硬化させた。そして、室温（２５℃）まで空冷して、穴内をコートした。この場合、急激な加熱は溶剤が揮発する際に気泡となる可能性があるので注意を要する。
上のようにコートした穴内に、次の手順でコアを形成した。１００ｍｌビーカーに、アクリル酸ラウリル（９９ｇ）、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート（１ｇ）、ラウロイルペルオキシド（１ｇ）を加え、溶液が均一になるまで攪拌した後、溶液を窒素で十分置換した。その後、５ｍｌシリンジを用いて、上記のプラスチックチューブに注入し、直ちに６０℃の温浴バスに入れた。硬化を確認した後（約１０時間）、オーブンにいれて、加熱した（１１０℃／１時間）。次に室温（２５℃）まで空冷して、中空部にコアを形成した。
Metricon社製 Prism coupler Model 2010で測定したコアの屈折率（８３０ｎｍ、２５℃）は１．４９０であった。この光フィラメントを鋭利なカッターで約３０ｍｍに切断し、安藤電気製光パワーメータＡＱ２１４０を用いて測定した光透過率（波長８３０ｎｍ）は、直線状態で約８０％、曲率半径５ｍｍに曲げて同様の測定をしたところ光透過率は約７０％であった。なお測定の際、光フィラメントと光パワーメータの光源／受光部に接続したピッグテールとのアライメントはモリテックス製の調心装置ＦＯＣＡＬにて行った。
【００３９】
（実施例３）
実施例３のマルチコア光フィラメントの全体図を図５に、その断面図を図６に示した。この光フィラメントは次のように作製した。屈折率約１．３５０の４フッ化エチレン樹脂（半透明）製で、コアとなる直径０．１０ｍｍの穴を０．２５ｍｍピッチで２個有し、更にアライメント手段となる直径０．１５ｍｍの穴を０．５ｍｍピッチで２個有した楕円形プラスチックチューブ（長軸１．０ｍｍ×短軸０．５ｍｍ、長さ１００ｍｍ）を準備し、コアとなる穴にシリコーンエラストマDK Q9-9009（商品名、ダウコーニングアジア社製、屈折率１．４０７/８３０ｎｍ）の溶液をシリンジにて気泡が混入しないように注入した。その後、６０℃、５分間予備加熱し、１５０℃、１５分間本加熱を行った。この場合、急激な加熱は溶剤が揮発する際に気泡となる可能性があるので注意を要する。約５０ｍｍに成るように両端を鋭利なカッターで切り落とし、先端から凡そ１０ｍｍ程度、外径部にシリコーン系接着剤を塗り、スーパーエンジニアリングプラスチックのＰＥＥＫ（商品名、ビクトレックスエムシー社製）の切削加工で作製したフェルールに挿入した。接着剤が硬化した後端面を軽く研磨し光学面を出した。ハウジングを取付け光コネクタ付の光フィラメントとした。
Metricon社製 Prism coupler Model 2010で測定したコアの屈折率（８３０ｎｍ、２５℃）は１．４９０であった。安藤電気製光パワーメータＡＱ２１４０を用いて測定した光透過率（波長８３０ｎｍ）は、直線状態で約９５％、曲率半径５ｍｍに曲げて同様の測定をしたところ光透過率は約８２％であった。
【００４０】
（その他の実施の形態）
本発明は上記の形態によって記載したが、この開示の一部をなす部分及び図面はこの発明を限定するものではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかで、例えば、チューブの形状などは多角形やアレイ形状など適用できる。また、フィラメントの保護目的で、チューブの外側をジャケットで被覆しても良い。また、終端手段についてもフェルールやＶ溝基板を使う方法の他、メカニカルスプライスや溶着等の方法を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施例1に係る光フィラメントの全体図である。
【図２】図１のＡ-Ｂ部の断面図である。
【図３】実施例２に係る光フィラメントの断面図である。
【図４】実施例３の実施の形態に係る光フィラメントの全体図ある。
【図５】図４のＡ−Ｂ部の断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  光フィラメント
２  コア
３  中空フィラメント
４  アライメント手段
５  終端手段
６  コアに接する部分
【図１】
2006189615.tif 000009
【図２】
2006189615.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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